1.3基因工程的应用
编制：杜翠华 审核：温信梅 黄婷婷 使用日期：11月21日
【学习目标】1、关注基因工程的进展，举例说出基因工程应用及取得的丰硕成果。
2、认同基因工程促进生产力提高，尝试应用基因工程技术设计一个解决生活中疑难问题的方案。
【学习重点】基因工程在农业和医疗等方面的应用。
【预习导学】
一、植物基因工程的成果：植物基因工程技术主要用于提高农作物的 能力、以及改良农作物的 和利用植物产生 等方面。
（一）抗虫转基因植物
1、杀虫基因： 、 、 、 。
2、成果：抗虫植物如水稻、棉、玉米、马铃薯、番茄等。
3、好处：减轻 、有利人类 、可以降低生产 等。
（二）抗病转基因植物
1、病原微生物： 、 、 等。
2、抗病基因种类：（1）抗病毒基因： 、 等。
（2）抗真菌基因： 、 等。
3、成果：抗烟草花叶病毒的转基因烟草和抗病毒的转基因小麦、甜椒、番茄等。
（三）抗逆转基因植物
1、抗逆基因：调节细胞 的基因使作物抗碱、抗旱；鱼的 使作物耐寒能力提高； 使作物抗除草剂等。
2、成果：具抗寒能力的烟草、番茄，具抗除草剂的大豆、玉米等。
（四）利用转基因改良植物品质
1、优良基因：必需氨基酸的蛋白质编码基因、控制番茄果实成熟基因和植物花青素代谢有关基因等。
2、成果：转基因玉米、转基因延熟番茄、转基因矮牵牛花等。
二、动物基因工程的成果
（一）提高动物的生长速度
1、生长基因：外源 基因 2、成果：转基因绵羊、转基因鲤鱼等。
（二）改善畜产品的品质
1、优良基因：肠 基因 2、成果：转基因奶牛分泌的牛奶中 减少。
（三）用转基因动物生产药物
1、基因来源： 基因与乳腺蛋白基因的 等调控组件重组在一起。
2、成果：乳腺生物反应器或者乳房生物反应器。
（四）用转基因动物作器官移植供体
1、器官供体：抑制或除去 决定基因。2、成果：利用克隆技术培育没有免疫排斥反应的猪器官。
三、基因工程药物
1、药物来源：转基因 ――即用基因工程的方法，使外源基因得到表达的菌类细胞株系。
2、药物品种： 、 、 、 等。3、作用：治疗 等疾病。
四、基因治疗：1、把正常 导入病人体内，使该基因表达产物发挥功能，从而达到治疗疾病的目的。这是治疗遗传病的最有效的手段。
2、实例：治疗 。
3、方法： 基因治疗和 体内基因治疗。
【例题巩固】
例1、干扰素是一种糖蛋白，是人体淋巴细胞受到病毒侵染后释放的一种淋巴因子，几乎能抵抗所有病毒引起的感染。如果利用基因工程合成具有生物活性的干扰素，以下可作为受体细胞的是
A．大肠杆菌 B．乙肝病毒 C．枯草杆菌 D．酵母菌
例2、继哺乳动物乳腺生物反应器研发成功后，膀胱生物反应器的研究也取得了一定进展。最近，科学家培育出一种转基因小鼠，其膀胱上皮细胞可以合成人的生长激素并分泌到尿液中。请回答：
（1）将人的生长激素基因导入小鼠受体细胞，常用的方法是 。
（2）进行基因转移时，通常要将外源基因转入 中，原因是 。
（3）通常采用 技术检测外源基因是否插入了小鼠的基因组。
（4）在研制膀胱生物反应器时，应使外源基因在小鼠的 细胞中特异表达。
例3、科学家将鼠体内的能够产生胰岛素的基因与大肠杆菌的DNA分子重组，并且在大肠杆菌中发现了胰岛素。如下图所示，请据图回答：
(1)图中【2】【5】【3】【7】表示获得
的过程。
(2)图中【3】代表 ，在它的作用下
将 和 切成 末端。
(3)经[9] 的作用将[7] [6]“缝合"形成[8] DNA分子。[8]往往含有 基因，以便将来检测。
(4)图中[10]表示将 的过程， 为使此过程顺利进行，一般须将[11]用 处理，以 增大[11]细胞壁的 。
(5) [11]表示[8]随大肠杆菌的繁殖而进行 。
(6)如在大肠杆菌细胞内发现了胰岛素，说明 。
例4 科学家通过基因工程的方法，将苏云金芽孢杆菌的 Bt毒蛋白基因转入普通棉株细胞内，并成功实现了表达，从而培育出了能抗棉铃虫的棉花植株——抗虫棉。其过程大致如下图所示，请分析回答：
(1)Ti质粒是农杆菌中的一种质粒，
其上有T—DNA，把目的基因插入Ti
质粒的T—DNA中是利用T—DNA 的特点。
(2)Bt毒蛋白基因转入普通棉株细胞内并成功实现表达的过程，在基因工程中称为 。(3)将目的基因导人受体细胞的方法有很多种，该题中涉及的是 。 (4)
目的
基因能否在棉株体内稳定遗传的关键是 ，这需要通过检测才能知道，检测采用的方法 。
【例题巩固】
1、能够使植物体表达动物蛋白的育种方法是（ ）
A．单倍体育种 B．杂交育种 C．基因工程育种 D．多倍体育种
2、
3、转基因抗虫棉可以有效地用于棉铃虫的防治。在大田中种植转基因抗虫棉的同时，间隔种植少量非转基因的棉花或其他作物，供棉铃虫取食。这种做法的主要目的是（ ）
A. 维持棉田物种多样性 B. 减缓棉铃虫抗性基因频率增加的速度
C. 使食虫鸟有虫可食 D. 维持棉田生态系统中的能量流动
4、 右图为某种质粒表达载体简图，小箭头所指分别为限制
R性内切酶EcoRI、BamHI的酶切位点，amp为青霉素抗性基因，
Rtct 为四环素抗性基因，P启动子，T为终止子，ori为复制
原点。已知目的基因的两端分别有包括EcoRI、BamHI在内的
多种酶的酶切位点。据图回答：
（1）将含有目的基因的DNA与质粒该表达载体分别用
EcoRI酶切，酶切产物用ＤＮＡ连接酶进行连接后，其中由
两个DNA片段之间连接形成的产物
有 、 、 三种 。若要从这些连接产物中分离出重组质粒，需要对这些
连接产物进行 。
（2）用上述3种连接产物与无任何抗药性的原核宿主细胞进
行转化实验。之后将这些宿主细胞接种到含四环素的培养基中，能生长的原核宿主细胞所含有的连接产物是 ；
（3）在上述实验中，为了防止目的基因和基因和质粒表达载体在酶切后产生的末端发生任意连接，酶切时应选用的酶是 。
5、干扰素是临床上使用最普遍、最为成熟的基因工程产品，干扰素是能够抑制多种病毒复制的高效蛋白质。科学家利用基因工程技术从人的T淋巴细胞中提取干扰素基因转人羊的DNA中，培育出羊乳腺生物发生器，使羊乳汁中含有人体干扰素。下图为获得转基因羊的基本步骤。请据图回答：
(1）图中获取干扰素基因所用的“分子手术刀”是入”到病毒DNA上所用的“分子针线”是 ，在此过程中，病毒是 。
(2)请在右框中画出某DNA片段被切割形成猫性末端的过程示意图。
(3)干扰素基因控制合成干扰素要经过两个步骤，该基因在病毒体内 （能，不能）表达。
【学后反思】
1.3基因工程的应用
编制：杜翠华 审核：温信梅 黄婷婷 使用日期：11月21日
【学习目标】1、关注基因工程的进展，举例说出基因工程应用及取得的丰硕成果。
2、认同基因工程促进生产力提高，尝试应用基因工程技术设计一个解决生活中疑难问题的方案。
【学习重点】基因工程在农业和医疗等方面的应用。
【预习导学】
一、植物基因工程的成果：植物基因工程技术主要用于提高农作物的 能力、以及改良农作物的 和利用植物产生 等方面。
（一）抗虫转基因植物
1、杀虫基因： 、 、 、 。
2、成果：抗虫植物如水稻、棉、玉米、马铃薯、番茄等。
3、好处：减轻 、有利人类 、可以降低生产 等。
（二）抗病转基因植物
1、病原微生物： 、 、 等。
2、抗病基因种类：（1）抗病毒基因： 、 等。
（2）抗真菌基因： 、 等。
3、成果：抗烟草花叶病毒的转基因烟草和抗病毒的转基因小麦、甜椒、番茄等。
（三）抗逆转基因植物
1、抗逆基因：调节细胞 的基因使作物抗碱、抗旱；鱼的 使作物耐寒能力提高； 使作物抗除草剂等。
2、成果：具抗寒能力的烟草、番茄，具抗除草剂的大豆、玉米等。
（四）利用转基因改良植物品质
1、优良基因：必需氨基酸的蛋白质编码基因、控制番茄果实成熟基因和植物花青素代谢有关基因等。
2、成果：转基因玉米、转基因延熟番茄、转基因矮牵牛花等。
二、动物基因工程的成果
（一）提高动物的生长速度
1、生长基因：外源 基因 2、成果：转基因绵羊、转基因鲤鱼等。
（二）改善畜产品的品质
1、优良基因：肠 基因 2、成果：转基因奶牛分泌的牛奶中 减少。
（三）用转基因动物生产药物
1、基因来源： 基因与乳腺蛋白基因的 等调控组件重组在一起。
2、成果：乳腺生物反应器或者乳房生物反应器。
（四）用转基因动物作器官移植供体
1、器官供体：抑制或除去 决定基因。2、成果：利用克隆技术培育没有免疫排斥反应的猪器官。
三、基因工程药物
1、药物来源：转基因 ――即用基因工程的方法，使外源基因得到表达的菌类细胞株系。
2、药物品种： 、 、 、 等。3、作用：治疗 等疾病。
四、基因治疗：1、把正常 导入病人体内，使该基因表达产物发挥功能，从而达到治疗疾病的目的。这是治疗遗传病的最有效的手段。
2、实例：治疗 。
3、方法： 基因治疗和 体内基因治疗。
【例题巩固】
例1、干扰素是一种糖蛋白，是人体淋巴细胞受到病毒侵染后释放的一种淋巴因子，几乎能抵抗所有病毒引起的感染。如果利用基因工程合成具有生物活性的干扰素，以下可作为受体细胞的是
A．大肠杆菌 B．乙肝病毒 C．枯草杆菌 D．酵母菌
例2、继哺乳动物乳腺生物反应器研发成功后，膀胱生物反应器的研究也取得了一定进展。最近，科学家培育出一种转基因小鼠，其膀胱上皮细胞可以合成人的生长激素并分泌到尿液中。请回答：
（1）将人的生长激素基因导入小鼠受体细胞，常用的方法是 。
（2）进行基因转移时，通常要将外源基因转入 中，原因是 。
（3）通常采用 技术检测外源基因是否插入了小鼠的基因组。
（4）在研制膀胱生物反应器时，应使外源基因在小鼠的 细胞中特异表达。
例3、科学家将鼠体内的能够产生胰岛素的基因与大肠杆菌的DNA分子重组，并且在大肠杆菌中发现了胰岛素。如下图所示，请据图回答：
(1)图中【2】【5】【3】【7】表示获得
的过程。
(2)图中【3】代表 ，在它的作用下
将 和 切成 末端。
(3)经[9] 的作用将[7] [6]“缝合"形成[8] DNA分子。[8]往往含有 基因，以便将来检测。
(4)图中[10]表示将 的过程， 为使此过程顺利进行，一般须将[11]用 处理，以 增大[11]细胞壁的 。
(5) [11]表示[8]随大肠杆菌的繁殖而进行 。
(6)如在大肠杆菌细胞内发现了胰岛素，说明 。
例4 科学家通过基因工程的方法，将苏云金芽孢杆菌的 Bt毒蛋白基因转入普通棉株细胞内，并成功实现了表达，从而培育出了能抗棉铃虫的棉花植株——抗虫棉。其过程大致如下图所示，请分析回答：
(1)Ti质粒是农杆菌中的一种质粒，
其上有T—DNA，把目的基因插入Ti
质粒的T—DNA中是利用T—DNA 的特点。
(2)Bt毒蛋白基因转入普通棉株细胞内并成功实现表达的过程，在基因工程中称为 。(3)将目的基因导人受体细胞的方法有很多种，该题中涉及的是 。 (4)
目的
基因能否在棉株体内稳定遗传的关键是 ，这需要通过检测才能知道，检测采用的方法 。
【例题巩固】
1、能够使植物体表达动物蛋白的育种方法是（ ）
A．单倍体育种 B．杂交育种 C．基因工程育种 D．多倍体育种
2、
3、转基因抗虫棉可以有效地用于棉铃虫的防治。在大田中种植转基因抗虫棉的同时，间隔种植少量非转基因的棉花或其他作物，供棉铃虫取食。这种做法的主要目的是（ ）
A. 维持棉田物种多样性 B. 减缓棉铃虫抗性基因频率增加的速度
C. 使食虫鸟有虫可食 D. 维持棉田生态系统中的能量流动
4、 右图为某种质粒表达载体简图，小箭头所指分别为限制
R性内切酶EcoRI、BamHI的酶切位点，amp为青霉素抗性基因，
Rtct 为四环素抗性基因，P启动子，T为终止子，ori为复制
原点。已知目的基因的两端分别有包括EcoRI、BamHI在内的
多种酶的酶切位点。据图回答：
（1）将含有目的基因的DNA与质粒该表达载体分别用
EcoRI酶切，酶切产物用ＤＮＡ连接酶进行连接后，其中由
两个DNA片段之间连接形成的产物
有 、 、 三种 。若要从这些连接产物中分离出重组质粒，需要对这些
连接产物进行 。
（2）用上述3种连接产物与无任何抗药性的原核宿主细胞进
行转化实验。之后将这些宿主细胞接种到含四环素的培养基中，能生长的原核宿主细胞所含有的连接产物是 ；
（3）在上述实验中，为了防止目的基因和基因和质粒表达载体在酶切后产生的末端发生任意连接，酶切时应选用的酶是 。
5、干扰素是临床上使用最普遍、最为成熟的基因工程产品，干扰素是能够抑制多种病毒复制的高效蛋白质。科学家利用基因工程技术从人的T淋巴细胞中提取干扰素基因转人羊的DNA中，培育出羊乳腺生物发生器，使羊乳汁中含有人体干扰素。下图为获得转基因羊的基本步骤。请据图回答：
(1）图中获取干扰素基因所用的“分子手术刀”是入”到病毒DNA上所用的“分子针线”是 ，在此过程中，病毒是 。
(2)请在右框中画出某DNA片段被切割形成猫性末端的过程示意图。
(3)干扰素基因控制合成干扰素要经过两个步骤，该基因在病毒体内 （能，不能）表达。
【学后反思】